本发明属于建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种具有孔梯度结构的变色透水砖及其制备方法。
背景技术：
：透水砖是近几年发展起来的一种城市透水铺装材料，受到各城市市政部门的青睐。随着海绵城市建设的兴起和发展，对透水砖的需求日益旺盛。材质也逐渐发展出陶瓷透水砖、混凝土透水砖、砂基透水砖、钢渣透水砖、尾矿透水砖等；并逐渐在关注透水砖的功能化，如具有光催化功能的透水砖、夜光效果透水砖等，但目前尚无具有变色效果的透水砖。目前在变色玻璃的研发方面相对比较成熟，品种也有有机变色玻璃和无机变色玻璃等品种，变色机理有光致变色、热致(28-35℃)变色和电致变色等品种。结合透水砖的生产工艺，无机变色玻璃均为经过高温熔制而成，能够承受透水砖生产中相对较低的烧制温度，可以用这类无机变色玻璃颗粒作为添加成分，和其它原料一起烧制成砖，从而获得具有变色效果的透水砖。制备这种变色透水砖的难点之一是需要研究合适的基体和面层混合料配方，使二者的烧成温度基本一致，并控制在变色玻璃的熔点范围附近。技术实现要素：本发明的目的是提供一种具有孔梯度结构的变色透水砖，可以使透水砖在环境光照或温度变化的情况下，颜色发生变化；本发明同时提供了具有孔梯度结构的变色透水砖的制备方法，科学合理、简单易行。本发明所述的具有孔梯度结构的变色透水砖，包括变色面层和基体层，变色面层由无机固体废料颗粒、变色玻璃颗粒、粘土、钠长石和水玻璃溶液制成，基体层由无机固体废料颗粒、粘土、钠长石和水玻璃溶液制成。所述的变色面层中无机固体废料颗粒的粒度为1-2.5mm。所述的无机固体废料颗粒为陶瓷废料颗粒或耐火材料废料颗粒。所述的变色玻璃颗粒为无机光致变色玻璃颗粒或无机热致变色玻璃颗粒。所述的变色玻璃颗粒的粒度为3-5mm。所述的粘土为高岭土。所述的水玻璃溶液的质量浓度为30-35％。所述的基体层中无机固体废料颗粒的粒度为3-5mm。所述的变色面层中无机固体废料颗粒、变色玻璃颗粒、粘土、钠长石和水玻璃溶液的重量比为60-70：10-20：1-5：1-5：1-10。所述的基体层中无机固体废料颗粒、粘土、钠长石和水玻璃溶液的重量比60-85：1-5：1-5：1-10。本发明所述的具有孔梯度结构的变色透水砖的制备方法，步骤如下：(1)将无机固体废料颗粒、变色玻璃颗粒、粘土、钠长石和水玻璃溶液混合均匀，得到变色面层混合料；(2)将无机固体废料颗粒、粘土、钠长石和水玻璃溶液混合均匀，得到基体层混合料；(3)先在金属模具里填布变色面层混合料5-8mm，再在其上填布基体层混合料，然后一次加压成型，压力20-25mpa；(4)将压好的砖坯在110-150℃下烘干8-12h后，放入950-1050℃下烧制1-2h，自然冷却后，即得。本发明采用陶瓷、耐火材料等无机固体废料颗粒为骨料，光致变色或热致变色玻璃颗粒为变色成分，粘土和钠长石为高温粘结剂，水玻璃溶液为辅助粘结剂。本发明透水砖具有孔梯度结构，即表层变色面层的孔径较小，基体层孔径较大，这种孔梯度结构主要是由于这两层采用的骨料粒度差异产生的。本发明将变色面层混合料和基体层混合料压制成砖坯时采用两次布料，一次压制成型；制得的透水砖可以满足市政部门建设海绵城市的需要。由于一般陶瓷颗粒和耐火材料颗粒的烧成温度较无机变色玻璃颗粒的熔融温度相对较高。故本发明中主要利用低熔点钠长石和水玻璃含量来调节基体层和变色面层混合料的烧成温度降低到无机变色玻璃颗粒的熔融温度范围附近，并使两种混合料的烧成温度基本达到一致。本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明透水砖具有两个显著的优点：一是使透水砖具有对环境光照或温度变化而变色效果，丰富了透水砖的装饰效果，同时可以作为对环境光照或温度进行警示性监测；二是可以充分利用变色玻璃行业的玻璃废料制成变色颗粒。附图说明图1是本发明的结构示意图；图中：1、变色面层；2、基体层。具体实施方式以下结合实施例对本发明做进一步描述。实施例11-2.5mm陶瓷废料颗粒、光致变色玻璃颗粒为变色成分(3-5mm)、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液，比例分别为65：15：5：5：10的重量比混合均匀，制成变色面层混合料。3-5mm陶瓷废料颗粒、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液分别按照80：5：5：10的重量比混合均匀，制成基体层混合料。将上述混合料压制成砖坯时采用两次布料，一次压制成型，即先在金属模具里填布变色面层混合料5mm；再在其上填布基体层混合料，然后一次加压成型，压力20mpa。将压好的砖坯在110℃下烘干8h后，放入950℃下烧制2h，自然冷却后得到具有孔梯度结构和变色效果的透水砖。透水砖性能指标见表1。实施例21-2.5mm陶瓷废料颗粒、热致变色玻璃颗粒为变色成分(3-5mm)、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液，比例分别为65：15：5：5：10的重量比混合均匀，制成变色面层混合料。3-5mm陶瓷废料颗粒、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液分别按照80：5：5：10的重量比混合均匀，制成基体层混合料。将上述混合料压制成砖坯时采用两次布料，一次压制成型，即先在金属模具里填布变色面层混合料8mm；再在其上填布基体层混合料，然后一次加压成型，压力25mpa。将压好的砖坯在150℃下烘干12h后，放入1050℃下烧制1h，自然冷却后得到具有孔梯度结构和变色效果的透水砖。透水砖性能指标见表1。实施例31-2.5mm陶瓷废料颗粒、光致变色玻璃颗粒为变色成分(3-5mm)、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液，比例分别为70：12：4：4：10的重量比混合均匀，制成变色面层混合料。3-5mm陶瓷废料颗粒、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液分别按照82：4：4：10的重量比混合均匀，制成基体层混合料。将上述混合料压制成砖坯时采用两次布料，一次压制成型，即先在金属模具里填布变色面层混合料6mm；再在其上填布基体层混合料，然后一次加压成型，压力23mpa。将压好的砖坯在120℃下烘干10h后，放入1000℃下烧制1.5h，自然冷却后得到具有孔梯度结构和变色效果的透水砖。透水砖性能指标见表1。实施例41-2.5mm耐火材料废料颗粒、光致变色玻璃颗粒为变色成分(3-5mm)、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液，比例分别为65：15：5：5：10的重量比混合均匀，制成变色面层混合料。3-5mm耐火材料废料颗粒、高岭土、钠长石、质量浓度为30％的水玻璃溶液分别按照80：5：5：10的重量比混合均匀，制成基体层混合料。将上述混合料压制成砖坯时采用两次布料，一次压制成型，即先在金属模具里填布变色面层混合料7mm；再在其上填布基体层混合料，然后一次加压成型，压力21mpa。将压好的砖坯在120℃下烘干9h后，放入1050℃下烧制1h，自然冷却后得到具有孔梯度结构和变色效果的透水砖。透水砖性能指标见表1。表1实施例1-4制备的透水砖性能指标案例编号抗压强度，mpa透水系数，mm/s实施例11010.23实施例2960.25实施例3920.25实施例4840.28当前第1页12